Introdução a Lógica

1. Introdução a Lógica Prof. Luiz Carlos Gabi

2. Calculo Proposicional • Como primeira e indispensável parte da Lógica Matemática temos o CÁLCULO PROPOSICIONAL. • PROPOSIÇÃO: Sentenças declarativas afirmativas (expressão de uma linguagem) da qual tenha sentido afirmar que seja verdadeira ou que seja falsa. • Definição - Chama-se proposição todo o conjunto de palavras ou símbolos que exprimem um pensamento de sentido completo.

3. Exemplos Proposições • (a) A Lua é um satélite da Terra • (b) Recife é a capital de Pernambuco • (c) A neve é branca. • (d) Matemática é uma ciência. • (e) VASCO DA GAMA descobriu o Brasil • (f) DANTE escreveu os Lusíadas • (g) 3 / 5 é um número inteiro

4. Princípios da Lógica • A Lógica Matemática adota como regras fundamentais do pensamento os dois seguintes princípios : • PRINCÍPIO DA NÃO CONTRADIÇÃO: Uma proposição não pode ser verdadeira e falsa ao mesmo tempo. • PRINCÍPIO DO TERCEIRO EXCLUIDO: Toda a proposição ou é verdadeira ou é falsa, isto é, verifica-se sempre um destes casos e nunca um terceiro. • Por virtude deste princípio diz-se que a Lógica Matemática é uma Lógica bivalente.

5. Valores Lógicos das Proposições • Definição - Chama-se valor lógico de uma proposição a verdade se a proposição é verdadeira e a falsidade se a proposição é falsa. • Os valores lógicos verdade e falsidade de uma proposição designam-se abreviadamente pelas letras V e F, respectivamente.

6. Símbolos da linguagem do cálculo proposicional • VARIÁVEIS PROPOSICIONAIS: letras latinas minúsculas p,q,r,s,.... para indicar as proposições simples (fórmulas atômicas) . • Exemplos:    A lua é quadrada : p                     A neve é branca : q

7. Proposições Simples(atômicas) • Definição - Chama-se proposição simples ou proposição atômica aquela que não contém nenhuma outra proposição como parte integrante de si mesma. Exemplos: p : Carlos é careca q : Pedro é estudante r : O número 25 é quadrado perfeito

8. Proposições Compostas(moleculares) • Definição - Chama-se proposição composta ou proposição molecular aquela formada pela combinação de duas ou mais proposições. Exemplos: P : Carlos é careca e Pedro é estudante Q : Carlos é careca ou Pedro é estudant R : Se Carlos é careca, então é infeliz

9. Conectivos • Definição - Chamam-se conectivos palavras que se usam para formar novas proposições a partir de outras. São conectivos usuais da lógica matemática: "e", "ou", "não", "se... então.. " "... se e somente se.. ." Simbologia:

10. Exemplos de uso • P : O número 6 é par e o número 8 é cubo perfeito • Q : O triângulo ABC é retângulo ou é isósceles • R : Não está chovendo • S : Se Jorge é engenheiro, então sabe Matemática • T : O triângulo ABC é equilátero se e somente se é equiângulo

11. Operações Lógicas sobre Proposições • Operação lógica é a efetuação de operação sobre preposições, e obedece as regras do calculo proposicional (semelhante ao cálculo aritmético com números); • As operações são: • Negação • Disjunção • Conjunção • Disjunção Exclusiva • Condicional • Bicondicional

12. Tabelas Verdade • Para determinar o valor (verdade ou falsidade) das proposições compostas (moleculares), conhecidos os valores das proposições simples (atômicas) que as compõem usaremos tabelas-verdade;

13. Número de Linhas das Tabelas Verdade • O número de linhas de uma tabela verdade é calculada através do número de proposições simples, obedecendo a seguinte fórmula: • Número de linhas = 2n • Onde n é o número de proposições envolvidas

14. NEGAÇÃO • Definição: Chama-se negação de uma proposição p, a proposição representada por “não p”, cujo valor lógico é a Verdade (V) quando p é falsa, e a Falsidade (F), quando p é verdadeira. • Simbolicamente, a negação de uma proposição p indica-se com a notação : ~ p (se lê não p) ¬ p not p

15. Tabela Verdade Negação

16. Exemplo na Linguagem Comum • Na linguagem comum, nos casos mais simples, a negação é efetuada antepondo-se o advérbio “não” ao verbo da proposição dada; • Outra maneira de efetuar a negação consiste em antepor à proposição dada, expressões tais como “não é verdade que”, “é falso que”; • Exemplos: • p : O Sol é uma estrela • ~ p : O Sol não é uma estrela • ~ p : Não é verdade que o Sol é uma estrela • ~ p : É falso que o Sol é uma estrela

17. CONJUNÇÃO (∧) • Definição: Chama-se conjunção de duas proposições p e q a proposição representada por “p e q”, cujo valor lógico é a verdade(V) quando as proposições p e q são ambas verdadeiras, e a falsidade(F) nos demais casos. • Simbolicamente, a conjunção de duas proposições p e q indica-se com a notação: • “p ∧ q”, que se lê: “p e q”.

18. Tabela Verdade Conjunção

19. Exemplo na linguagem comum • p : A neve é branca (V) • q: 2 < 5 (V) • p ∧ q: O enxofre é verde e 7 é um número primo (V)

20. DISJUNÇÃO ( ∨ ) • Definição: Chama-se disjunção de duas proposições p e q a proposição representada por “p ou q”, cujo valor lógico é a verdade(V) quando ao menos uma das proposições p e q é verdadeira, e a falsidade(F) quando as proposições p e q são ambas falsas. • Simbolicamente, a disjunção de duas proposições p e q indica-se com a notação: • “p ∨ q” que se lê: “p ou q”.

21. Tabela Verdade Disjunção

22. Exemplo na linguagem comum • p : Paris é a capital da França (V) • q : 9 – 4 = 5 (V) • p ∨ q : Paris é a capital da França ou 9 - 4 = 5 (V)

23. DISJUNÇÃO EXCLUSIVA ( ) • Definição: De um modo geral, chama-se disjunção exclusiva de duas proposições p e q a proposição representada simbolicamente por “p ∨ q”, que se lê: “ou p ou q” ou “p ou q, mas não ambos”, cujo valor lógico é a verdade(V) somente quando p é verdadeira ou q é verdadeira, mas não quando p e q são ambas verdadeiras, e a falsidade(F) quando p e q são ambas verdadeiras ou ambas falsas.

24. DISJUNÇÃO EXCLUSIVA ( ) • Na linguagem comum a palavra “ou” tem dois sentidos. Assim, p. ex., consideremos as duas seguintes proposições compostas: • P : Carlos é médico ou professor • Q : Mario é alagoano ou gaúcho • A proposição P indica que pelo menos uma das proposições é verdadeira; • Já na proposição Q, tem sentido ser verdadeira uma e somente uma das proposições;

25. Tabela Verdade Disjunção Exclusiva

26. CONDICIONAL ( → ) • Definição: Chama-se proposição condicional OU apenas condicional uma proposição representada por “se p então q”, cujo valor lógico é a falsidade(F) no caso em que p é verdadeira e q é falsa e a verdade(V) nos demais casos. Na condicional “p → q”. diz-se que p é o antecedente e q o conseqüente.

27. Tabela verdade da Condicional

28. Exemplo na linguagem comum • p : DANTE escreveu os Lusíadas (F) • q : CANTOR criou a Teoria dos Conjuntos (V) • p → q : Se DANTE escreveu os Lusíadas, então CANTOR criou a Teoria dos Conjuntos (V) Uma condicional p → q não afirma que o conseqüente q se deduz ou é conseqüência do antecedente. O que uma condicional afirma é unicamente uma relação entre os valores lógicos do antecedente e do conseqüente de acordo com sua tabela-verdade.

29. BICONDICIONAL ( ↔ ) • Definição: Chama-se proposição bicondicional ou apenas bicondicional uma proposição representada por “p se e somente se q”, cujo valor lógico é a verdade( V) quando p e q são ambas verdadeiras ou ambas falsas, e a falsidade(F) nos demais casos.

30. Tabela Verdade da Bicondicional

31. Exemplo na linguagem comum • p : Roma fica na Europa (V) • q : A neve é branca (V) • p ↔ q : Roma fica na Europa se e somente se a neve é branca (V)

32. Construção de Tabelas Verdade • Dadas várias proposições simples p, q, r podemos combiná-las pelos conectivos lógicos e construir proposições compostas, tais como: • Então, com o emprego das tabelas-verdade das operações lógicas fundamentais é possível construir a tabela-verdade correspondente a qualquer proposição composta dada.

33. Construção de Tabelas Verdade • Essa tabela-verdade mostrará exatamente os casos em que a proposição composta será verdadeira(V) ou falsa(F), admitindo-se, como é sabido, que o seu valor lógico só depende dos valores lógicos das proposições simples componentes.

34. Formas de Construção • 1ª Resolução: Dividir a proposição composta em partes e resolvê-las até chegar no resultado final. Obedecer as ordens de precedência das operações da seguinte forma: proposições entre parênteses, negação, conjunção, disjunção, condicional e bi-condicional.: • Exemplo:

35. Formas de Construção • 2ª Resolução : Formam-se colunas para cada uma das proposições e para cada um dos conectivos que figuram na proposição composta dada. Depois, numa certa ordem, completam-se essas colunas, escrevendo em cada uma delas os valores lógicos correspondentes.

36. Tautologias, Contradição e Contingência • Classificação das proposições compostas quanto aos resultados das suas tabelas verdade: • Tautologia: Na resposta só aparece V • Contradição: Na resposta só aparece F • Contingência: Na resposta aparece V e F (pelo menos um deles).

37. Tautologia • Definição: Chama-se tautologia toda a proposição composta cuja coluna de resposta da sua tabela verdade encerra somente a letra V(Verdade). • São chamadas também de proposições tautológicas ou proposições logicamente verdadeiras

38. Exemplo Tautologias • Vejamos a proposição: p ^ q -> (p <-> q) • Sua tabela verdade está descrita abaixo. • Percebe-se que a coluna resposta da proposição termina somente com V, portanto é uma proposição tautológica.

39. Contradição • Definição: Chama-se contradição toda a proposição composta cuja coluna de resposta da sua tabela verdade encerra somente a letra F(Falsidade). • São chamadas também de proposições contraválidas ou proposições logicamente falsas

40. Exemplo Contradição • Vejamos a proposição: ~p ^ (p ^ ~q) • Sua tabela verdade está descrita abaixo. • Percebe-se que a coluna resposta da proposição termina somente com F, portanto é uma proposição contraválida.

41. Contingência • Definição: Chama-se contingência toda a proposição composta cuja coluna de resposta da sua tabela verdade figuram as letras V e F, cada uma pelo menos uma vez. • São chamadas também de proposições contingentes ou proposições indeterminadas

42. Exemplo Contingencia • Vejamos a proposição: (p V q) -> p • Sua tabela verdade está descrita abaixo. • Percebe-se que a coluna resposta da proposição termina com as letras V e F, portanto é uma proposição contingente.

43. Implicação • Definição:Uma proposição P(p,q,r,...) implica uma proposição Q(p,q,r,...) todas as vezes que nas respectivas tabelas verdade dessas duas proposições não aparece V na ultima coluna de P(p,q,r,...) e F na ultima coluna de Q(p,q,r,...) , com V e F na mesma linha. • A notação para implicação é dada da seguinte forma: • P(p,q,r,...) => Q(p,q,r,...) e se lê: P implica Q

44. Exemplo Implicação • Veja as tabelas verdade das proposições abaixo: • P(p,q)=p ^ q • Q(p,q)=p v q • R(p,q)=p <-> q • Baseado na definição da Implicação, concluímos que a proposição P(p,q) => Q(p,q) e P(p,q) => R(p,q)

45. Equivalência • Definição: Dizemos que duas proposições P(p,q,r,...) e Q(p,q,r,...) são equivalentes quando as respostas das suas tabelas verdade são idênticas. • A notação para equivalência é dada da seguinte forma: • P(p,q,r,...) <=> Q(p,q,r,...) e se lê: P é equivalente a Q

46. Exemplo de Equivalência • Veja as tabelas verdade das proposições abaixo: • P(p,q)=p ^ q • Q(p,q)=(p -> q) ^ p • Baseado na definição da Equivalencia, concluímos que a proposição P(p,q) <=> Q(p,q)